نانوفیبرهای بارگذاری شده با نانوذرات سلنیوم عملکرد قلبی را پس از حمله قلبی حاد در مدل رت را بهبود می‌بخشند
حمله قلبی حدود ۱۳٪ از تمام مرگ‌ومیرهای جهانی را شامل می‌شود و به‌طور معمول به‌عنوان اصلی‌ترین علت بیماری و مرگ‌ومیر در سراسر جهان شناخته می‌شود. به دلیل ظرفیت محدود بازسازی بافت قلبی، تشکیل زخم در محل آسیب‌دیده منجر به اختلال در انتشار سیگنال‌های الکتریکی و از دست رفتن ظرفیت انقباضی می‌شود که در نهایت باعث نارسایی قلبی می‌شود. علاوه بر این، استرس اکسیداتیو افزایش‌یافته در محل آسیب‌دیده منجر به تخریب تدریجی بافت و آپوپتوز سلول‌های قلبی می‌شود.
علاوه بر این، استرس اکسیداتیو افزایش‌یافته در محل آسیب‌دیده منجر به تخریب تدریجی بافت و آپوپتوز سلول‌های قلبی می‌شود. با وجود پیشرفت در استراتژی‌های درمانی برای بازتوانی عملکرد قلبی، پیوند قلب تنها استراتژی درمانی قابل اجرا است، به‌ویژه در موارد حمله قلبی وسیع. با این حال، کمبود اهداکنندگان قلب نیاز به استراتژی‌های جایگزین را افزایش می‌دهد. چندین رویکرد درمانی در مطالعات پیش‌بالینی و بالینی برای بهبود عملکرد قلب معرفی شده است، مانند درمان با سلول‌های بنیادی، درمان ژنی، و فاکتورهای رشد، هرچند پایداری در محل و هدف‌گذاری این درمان‌ها نیاز به تغییر دارد. پوشش قلبی یکی از رویکردهای محرک برای بهبود عملکرد قلب از طریق حمایت مکانیکی است که می‌تواند به‌عنوان حامل سلول‌های بنیادی، فاکتورهای رشد و داروهای درمانی طراحی شود. مطالعات گذشته گزارش کرده‌اند که استفاده از یک پوشش قلبی موقت در محل آسیب‌دیده قلب می‌تواند عملکرد قلب آسیب‌دیده را بازیابی کند. کاردیومیوپلاستی با پوشش عضلانی طراحی شده است تا از میوکارد آسیب‌دیده حمایت کند، اما نتایج بالینی آن قابل اعتماد نبوده است. یک پوشش قلبی با مهندسی بافت می‌تواند حمایت مکانیکی مناسبی فراهم کند و بستر مناسبی برای پیوند سلول‌ها و بارگذاری مولکول‌های کوچک باشد. انواع مختلفی از مواد زیستی مصنوعی و مواد طبیعی به همراه روش‌های ساخت مختلف برای پوشش‌های قلبی بر اساس ویژگی‌های خاص آن‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است. مواد زیستی مصنوعی معرفی‌شده برای مهندسی پوشش قلبی شامل پلی‌کاپرولاکتون (PCL)، پلی‌گلیسرول سباکات (PGS)، پلی‌پیرول (PPy)، پلی‌یورتان (PU)، پلی‌لاکتیک اسید (PLA)، پلی‌لاکتیک-کو-گلیکولیک اسید (PLGA)، و پلی‌وینیل الکل (PVA) است، در حالی که کلاژن، کیتوزان (CS)، هیالورونیک اسید، ابریشم فابروئین، آلژینات، ژلاتین و ECMهای دکسلولار به‌عنوان مواد طبیعی برای پوشش‌های قلبی معرفی شده‌اند. مواد زیستی مصنوعی با چالش‌هایی مانند زیست‌سازگاری ضعیف مواجه‌اند، اما مواد طبیعی با ویژگی‌های مکانیکی ضعیف روبه‌رو هستند. خواص مطلوب برای پوشش‌های قلبی می‌توانند در اسکافولدهای ترکیبی از مواد مصنوعی و طبیعی تقویت شوند. پلی‌کاپرولاکتون به‌عنوان یک ماده تأیید شده توسط FDA برای کاربردهای بیومدیکال با نرخ تخریب و خواص مکانیکی مطلوب برای رویکردهای مختلف مهندسی بافت استفاده شده است، همان‌طور که برای مهندسی پوشش‌های قلبی نیز استفاده شده است. اگرچه پلی‌کاپرولاکتون خواص مکانیکی کافی دارد، اما فاقد خواص دیگر مورد نظر برای پوشش‌های قلبی مانند هدایت الکتریکی همراه با خواص ضدباکتریایی و آنتی‌اکسیدانی است.
علاوه بر مقاومت مکانیکی مناسب، هدایت الکتریکی مهم‌ترین نیاز بالینی برای پوشش‌های قلبی است که عمدتاً در مقالات مورد مطالعه قرار گرفته است. با این حال، خواص ضدباکتریایی و آنتی‌اکسیدانی ویژگی‌های اضافی پوشش‌های قلبی هستند که باید مورد توجه قرار گیرند. پوشش‌های قلبی با خواص ضدباکتریایی می‌توانند رشد باکتری‌ها در محل جراحی را کاهش دهند. علاوه بر این، افزایش گونه‌های فعال اکسیژن پس از حمله قلبی، پوشش‌های قلبی آنتی‌اکسیدانی را به‌عنوان یک اسکافولد مطلوب برای بازسازی میوکارد می‌سازد. نقش حیاتی سلنیوم در مکانیسم‌های دفاع آنتی‌اکسیدانی برای پیشگیری از بیماری‌های قلبی عروقی پیش‌تر نمایان شده است. اثرات ضدباکتریایی، آنتی‌اکسیدانی و ضدالتهابی نانوذرات سلنیوم در مطالعات پیشین برای کاربردهای بیومدیکال گزارش شده است، مانند بازسازی میوکارد به‌دلیل خواص هدایت الکتریکی و آنتی‌اکسیدانی آن‌ها. علاوه بر این، کیتوزان به‌عنوان یک پلی‌ساکارید کاتیونی برای مهندسی بافت به‌دلیل ویژگی‌های غیرسمی، تجزیه‌پذیری و سازگاری زیستی آن محبوب است و برای مهندسی بافت قلب به‌دلیل اثرات آنژیوژنیسیس آن مطلوب است. علاوه بر این، نانوذرات سلنیوم پوشش‌دار شده با کیتوزان (CS-SeNPs) ویژگی‌های ضدباکتریایی، آنتی‌اکسیدانی و ضدویروسی را نشان می‌دهند که آن‌ها را به‌عنوان یک استراتژی درمانی قوی برای حمله قلبی معرفی می‌کند. علاوه بر این، ظرفیت بارگذاری دارویی بالای نانوذرات سلنیوم با خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدالتهابی می‌تواند آن‌ها را به‌عنوان حامل دارو به‌محل آسیب میوکارد معرفی کند.
روش‌های مختلف ساخت مانند ریخت‌سازی حلالی، فوم‌سازی گازی، انجماد خشک، الکترواسپینینگ برای تهیه اسکافولد مهندسی بافت معرفی شده‌اند که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. تکنیک الکترواسپینینگ پلیمرهای مختلف را در حلال‌های مختلف به‌کار می‌برد که نانوفیبرهای زیرمیکرون تولید می‌کند تا ماتریس خارج سلولی را شبیه‌سازی کند.
به همین منظور صفیه برومند و همکاران، پوشش قلبی نانوفیبر الکترواسپینی‌شده حاوی نانوذرات سلنیوم پوشش‌دار با خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدباکتریایی برای پوشاندن میوکارد آسیب‌دیده در مدل رت را طراحی کردند.
نانوفیبرهای پلی‌کاپرولاکتون (PCL) با نانوذرات سلنیوم پوشش‌دار با کیتوسان (Cs-SeNPs) با استفاده از تکنیک الکترواسپینینگ غنی‌سازی شدند. نانوفیبرهای PCL/Cs-SeNPs با قطر متوسط ۶۴۸.۳۶±۲۵۹.۱۹ نانومتر، ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی را در آزمایش DPPH نشان دادند. علاوه بر این، ارزیابی شمارش سلول‌های قابل حیات اثرات آنتی‌باکتریال نانوفیبرهای PCL/Cs-SeNPs را در برابر باکتری‌هایاستافیلوکوکوس اورئوسواشرشیا کلینشان داد. این مطالعه که در مجله Nanomedicine Journal در سال 2024 به چاپ رسید نتایج آزمایش MTT نشان‌دهنده بهبود تکثیر در نانوفیبرهای PCL/Cs-SeNPs نسبت به داربست نانوفیبرهای PCL بدون وجود سمیت سلولی قابل توجه بود. تصویربرداری SEM و رنگ‌آمیزی DAPI/ فالوئیدین بهبود چسبندگی سلولی با اسکلت سلولی گسترش‌یافته خوب در سلول‌های T3 بر روی نانوفیبرهای PCL/Cs-SeNPs را تأیید کردند. در مدل رت حمله قلبی، بهبود عملکرد قلبی و کاهش چسبندگی ۲۸ روز پس از جراحی مشاهده شد.
نتایج این مطالعه نشان می‌دهند که نوار قلبی نانوفیبرهای PCL/Cs-SeNPs می‌تواند به عنوان یک استراتژی حمایتی مؤثر برای بازتوانی قلبی پس از حمله قلبی در نظر گرفته شود.
ارسال نظر